2010—2019年水資源約束下河南城市效率變動(dòng)與提升路徑研究

摘 要：“十四五”及未來一個(gè)時(shí)期，河南城市仍然面臨用水需求持續(xù)增長(zhǎng)與水資源供給約束不斷加劇的發(fā)展困境。對(duì)2010—2019年水資源約束下河南城市靜態(tài)效率和動(dòng)態(tài)效率進(jìn)行分析，認(rèn)為河南部分城市存在水資源投入冗余等情況。同時(shí)，河南城市效率的提升與技術(shù)進(jìn)步相關(guān)性最強(qiáng)，進(jìn)而從水資源節(jié)約、集約利用和科技創(chuàng)新、要素配置相結(jié)合的視角提出相應(yīng)的對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞：水資源;城市效率;數(shù)據(jù)包絡(luò)分析;技術(shù)進(jìn)步

中圖法分類號(hào)：F205? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0605

城市效率是城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)度以及由此帶給城市居民的滿意度[1]。隨著“十四五”規(guī)劃開局，河南進(jìn)入全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化的新時(shí)期，但是仍然面臨著保障國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全、協(xié)同推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的多重任務(wù)，城市仍然面臨著用水需求持續(xù)增長(zhǎng)與水資源供給約束加劇的發(fā)展困境[2]。一方面，隨著人民生活收入的提高，人均生活用水量會(huì)逐步增加;另一方面，根據(jù)2019年數(shù)據(jù)測(cè)算，城鎮(zhèn)人均生活用水量是農(nóng)村的2.53倍，城鎮(zhèn)人口的增加也會(huì)大幅增加用水量。因此，迫切需要把水資源作為最大的剛性約束，根據(jù)不同城市的水資源承載力、水資源現(xiàn)有開發(fā)強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?jié)摿Γ龅接卸掠惺?、有保有壓，找到水資源高效利用和城市高效運(yùn)轉(zhuǎn)之間的平衡點(diǎn)、銜接點(diǎn)和協(xié)調(diào)點(diǎn)。

1? ?河南城市水資源供需特征

按照國(guó)際公認(rèn)的人均水資源量低于500m3為嚴(yán)重缺水的標(biāo)準(zhǔn)，河南城市多屬于嚴(yán)重缺水城市。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，城鎮(zhèn)人口不斷增加，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化逐步推進(jìn)，人民生活水平不斷提高，生態(tài)環(huán)境建設(shè)不斷加快，生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水需求不斷增長(zhǎng)，河南城市水資源供需狀況具體體現(xiàn)出如下特征。

1.1? ?城市整體水資源利用效率高于全國(guó)平均水平

和全國(guó)平均水平相比，河南城市水資源利用整體效率相對(duì)較高。在人均綜合用水量、萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、城鄉(xiāng)居民生活人均用水量、農(nóng)村灌溉畝均用水量等方面，多數(shù)城市用水效率都高于全國(guó)平均水平。其中，在萬元GDP用水量上，只有濮陽高于全國(guó)平均水平;在萬元工業(yè)增加值用水量上，濮陽和南陽兩個(gè)城市高于全國(guó)平均水平;在城鎮(zhèn)居民綜合生活用水量上，信陽和濟(jì)源兩個(gè)城市高于全國(guó)平均水平;在農(nóng)村居民人均生活用水量上，鄭州、三門峽、周口三個(gè)城市高于全國(guó)平均水平。

1.2? ?城市水資源利用效率空間分布不平衡

在萬元GDP用水量上，鄭州、許昌、漯河、洛陽、三門峽、平頂山等河南中部、西部城市用水量更高。在萬元工業(yè)增加值用水量上，豫東北和豫西、豫西南相對(duì)較高。在城鎮(zhèn)綜合生活人均用水量上，鄭州、洛陽、新鄉(xiāng)、開封、許昌、濟(jì)源、三門峽等城市的用水量相對(duì)較高。從農(nóng)村居民人均生活用水量來看，鄭州、三門峽、濟(jì)源、開封、周口等城市相對(duì)較高。從農(nóng)村灌溉畝均用水量上看，豫北、豫西地區(qū)等城市相對(duì)較高。

1.3? ?城市結(jié)構(gòu)性用水量差異明顯

鄭州、洛陽、許昌、漯河、平頂山、濟(jì)源等工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較強(qiáng)的城市萬元工業(yè)增加值用水量相對(duì)較低，用水效率相對(duì)較高。此外，服務(wù)業(yè)占比較高的城市，如鄭州，萬元GDP用水量也相對(duì)較低。從農(nóng)村灌溉畝均用水量上看，洛陽、安陽、鶴壁、新鄉(xiāng)、焦作、濮陽、濟(jì)源等工業(yè)化發(fā)展水平較高的城市農(nóng)村灌溉畝均用水量相對(duì)較高。許昌、漯河由于在改善農(nóng)田灌溉水平上投入相對(duì)較多，農(nóng)村灌溉畝均用水量大幅下降。

1.4? ?工程型缺水導(dǎo)致水資源調(diào)控能力不足

由于水資源時(shí)空分布的不均勻性，在地域分布上與工農(nóng)業(yè)用水不相適應(yīng)，山丘地區(qū)水量供大于求，工農(nóng)業(yè)布局集中地區(qū)水量求大于供，導(dǎo)致工程型缺水問題突出，城鎮(zhèn)應(yīng)急備用水源建設(shè)滯后于城市發(fā)展，城市供水安全保障能力不足。

1.5? ?非常規(guī)水源利用率偏低

受配套中水利用工程及需水用戶的限制，各城市非常規(guī)水源利用率相差較大，各城市市區(qū)和組團(tuán)縣區(qū)域利用率相對(duì)較高，其他區(qū)域未大規(guī)模利用中水。迫切需要加大污水收集、處理力度，將中水等非常規(guī)水源更加廣泛地應(yīng)用到電廠冷卻、冷熱能利用、景觀用水、綠化澆灑、道路灑水、生態(tài)補(bǔ)水等領(lǐng)域，有效提高水資源利用效率和循環(huán)利用水平。

2? ?水資源約束下的河南城市效率評(píng)價(jià)

將水資源作為約束條件，運(yùn)用改進(jìn)后的DEA（數(shù)據(jù)包絡(luò)分析）方法，對(duì)2010—2019年河南城市在水資源約束下的靜態(tài)效率和動(dòng)態(tài)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，以進(jìn)一步反映河南城市的用水效率以及在水資源約束下的城市效率。

2.1? ?評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

靜態(tài)評(píng)價(jià)采用DEA中的C2R模型，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)采用DEA-Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)法[3]。從城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)三個(gè)子系統(tǒng)的角度入手，將水資源作為約束條件來構(gòu)建指標(biāo)體系。結(jié)合評(píng)價(jià)的目的，選取農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水、生態(tài)環(huán)境用水、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資等5個(gè)指標(biāo)作為投入指標(biāo)，選取第一產(chǎn)業(yè)增加值、規(guī)模以上工業(yè)增加值、廢水排放量等3個(gè)指標(biāo)作為產(chǎn)出指標(biāo)。在指標(biāo)選定后，考慮水資源數(shù)據(jù)、城市發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)的滯后性和可獲得性，選擇2010—2019年作為評(píng)價(jià)期。其中，靜態(tài)效率采用逐年分析的方式，考慮如何從投入的角度進(jìn)行資源優(yōu)化配置提高整體效率，以期更好的反映規(guī)模效應(yīng)，重點(diǎn)考察2010—2019年間水資源投入是否冗余;動(dòng)態(tài)效率分析采用DEA-Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)方法，通過面板數(shù)據(jù)進(jìn)行決策單元的動(dòng)態(tài)效率的縱向比較，獲得更加完整的全要素生產(chǎn)率變化情況，并進(jìn)一步分解為技術(shù)效率變化指數(shù)和技術(shù)進(jìn)步變化指數(shù)，主要考察2010—2019年水資源作為約束性投入要素的情況下，河南城市效率的變化情況[4]。在分析動(dòng)態(tài)效率的過程中，不僅將水資源作為重要的投入指標(biāo)，而且將其設(shè)置為約束性指標(biāo)，根據(jù)柯布道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)的約束條件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。所有數(shù)據(jù)來自2011—2020年河南統(tǒng)計(jì)年鑒和2010—2019年河南水資源公報(bào)。

2.2? ?水資源約束下河南城市靜態(tài)效率評(píng)價(jià)

根據(jù)靜態(tài)分析結(jié)果，2019年河南17個(gè)省轄市和濟(jì)源示范區(qū)的綜合技術(shù)效率達(dá)到0.973，純技術(shù)效率達(dá)到0.979，規(guī)模效率達(dá)到0.993，顯示出較高的城市效率。其中，鄭州、開封、安陽、鶴壁、焦作、許昌、漯河、三門峽、信陽、周口、駐馬店等城市和濟(jì)源示范區(qū)的綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率都達(dá)到了最優(yōu)值，說明這些城市的用水效率相對(duì)較高，并且在水資源作為約束的條件下，城市的效率也達(dá)到最優(yōu)值，占全部城市的比重為66.7%。洛陽、平頂山、濮陽、南陽、商丘等城市的效率還沒有達(dá)到最優(yōu)，還需要進(jìn)一步提高。

從規(guī)模報(bào)酬指標(biāo)看，洛陽、新鄉(xiāng)、南陽、商丘等城市的規(guī)模報(bào)酬遞減，也就是說在水資源約束下，城市的要素投入相對(duì)于產(chǎn)出效率沒有達(dá)到最優(yōu)，還需要進(jìn)一步優(yōu)化投入和產(chǎn)出的組合來提高運(yùn)行效率，特別是通過結(jié)構(gòu)性調(diào)整、技術(shù)進(jìn)步等方式來提高城市的運(yùn)行效率，并且同步提高城市的用水效率。在水資源約束下，平頂山的規(guī)模報(bào)酬處于遞增階段，表明還可以通過擴(kuò)大要素投入規(guī)模，加大全社會(huì)固定資產(chǎn)投入，加快人口集聚等途徑推動(dòng)城市效率的進(jìn)一步提高。

從投入冗余的情況上看，2019年河南17個(gè)省轄市和濟(jì)源示范區(qū)在農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量、生態(tài)生活用水量和從業(yè)人員數(shù)上存在投入冗余，在全社會(huì)固定資產(chǎn)投資額上不存在投入冗余。平頂山、新鄉(xiāng)、濮陽、商丘等城市存在水資源的投入冗余，其中，平頂山在工業(yè)用水量和生態(tài)生活用水量上存在投入冗余，分別為1.0111億m3和1.15億m3;新鄉(xiāng)在農(nóng)業(yè)用水上存在投入冗余，為7.106億m3;濮陽在農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水上存在投入冗余，分別為5.717億m3和1.063億m3;商丘在農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水上存在投入冗余，分別為2.192億m3和0.031億m3。這說明在2019年這些存在投入冗余的城市的水資源利用效率不高，也說明在水資源約束下，這些城市的運(yùn)行效率存在需要改進(jìn)的地方，可以在水資源投入上進(jìn)行削減，也可以進(jìn)一步擴(kuò)大全社會(huì)固定資產(chǎn)投資，讓城市的投入和產(chǎn)出更加匹配。

2.3? ?水資源約束下河南城市動(dòng)態(tài)效率評(píng)價(jià)

利用DEAP2.1軟件處理相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算河南各城市Malmquist用水效率。DEAP2.1軟件處理時(shí)消掉了第一個(gè)時(shí)間，即2010年的值，因?yàn)槊恳粋€(gè)Malmquist生產(chǎn)率值都表示其相對(duì)于上一年度的增長(zhǎng)或下降[5]。從河南城市的動(dòng)態(tài)效率評(píng)價(jià)結(jié)果來看，在水資源約束下，2011—2019年河南城市效率主要呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：

第一，水資源約束下河南城市效率總體受技術(shù)進(jìn)步影響最大。從2011—2019年全要素生產(chǎn)率的運(yùn)行軌跡看，全要素生產(chǎn)率最高為2018年的1.069，最低為2019年的0.892，城市效率波動(dòng)的特征較為明顯，且波動(dòng)軌跡和技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)，表明水資源約束下河南城市的運(yùn)行效率受技術(shù)進(jìn)步影響最大。同時(shí)，也可以看出河南城市發(fā)展過程中，技術(shù)進(jìn)步并不明顯，說明城市的發(fā)展要更多考慮勞動(dòng)力、資金、土地等生產(chǎn)要素的驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展模式還沒有形成。

第二，水資源利用效率低下是河南城市效率波動(dòng)的重要因素。結(jié)合水資源約束下河南城市靜態(tài)效率的評(píng)價(jià)結(jié)果，雖然平頂山、新鄉(xiāng)、濮陽、商丘等城市存在水資源投入冗余，但是整體上城市的投入冗余主要包括從業(yè)人員數(shù)和農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活生態(tài)用水。一方面，水資源存在投入冗余說明水資源的整體利用效率不高，反映出城市在資源利用方面的運(yùn)行效率不高;另一方面，從業(yè)人員存在冗余，說明城市在人力資本的開發(fā)利用上還要提高效率。這兩項(xiàng)效率不高也在一定程度上反映出河南城市的發(fā)展主要依靠人力和資源的投入。

第三，水資源約束下河南城市的規(guī)模效率總體保持穩(wěn)定。從2011—2019年河南城市的規(guī)模效率演變情況看，10年時(shí)間內(nèi)沒有明顯的改善，波動(dòng)相對(duì)較小。根據(jù)城市經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，每個(gè)城市都存在一個(gè)最優(yōu)人口規(guī)模。在該最優(yōu)人口規(guī)模下，集聚正效應(yīng)最大限度地發(fā)揮，城市人均福利即可支配收入最高。當(dāng)前，河南城市除了鄭州之外，包括洛陽在內(nèi)的其他城市的總體規(guī)模都相對(duì)較小，還沒有達(dá)到最優(yōu)規(guī)模，集聚效應(yīng)并不明顯。

第四，河南城市技術(shù)進(jìn)步明顯滯后。城市技術(shù)進(jìn)步可以通過城市創(chuàng)新的示范效應(yīng)、體制機(jī)制創(chuàng)新的倍增效應(yīng)、城市產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的引力效應(yīng)和資源要素的聚合效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而推動(dòng)城市效率的提升。但是由于河南存在人才、教育、科技、研發(fā)等創(chuàng)新資源薄弱，創(chuàng)新支撐乏力，產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足的問題，技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有持續(xù)發(fā)揮對(duì)城市效率提升的推動(dòng)作用。

3? 水資源約束下提高河南城市效率的對(duì)策建議

河南城市要在水資源是最大剛性約束的前提下來提高運(yùn)行效率，必須把水資源節(jié)約、集約利用和科技創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、人力資源開發(fā)和城鄉(xiāng)布局優(yōu)化結(jié)合起來。

3.1? ?提高城市用水效率，消除要素投入冗余

在水資源約束下，要著力提高水資源利用效率，首先是加強(qiáng)工業(yè)領(lǐng)域節(jié)水減排，促進(jìn)企業(yè)之間、園區(qū)之間、集群之間開展串聯(lián)用水、分質(zhì)用水、循環(huán)用水，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)、集群、園區(qū)的“三重”零排放;其次是極大釋放農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，推動(dòng)噴灌、滴灌、管道輸水灌溉等節(jié)水技術(shù)的創(chuàng)新、落地，推進(jìn)耐旱農(nóng)作物新品種的選育、推廣;再次是全面推進(jìn)城鎮(zhèn)節(jié)水降損，盡量降低管網(wǎng)漏損率，從嚴(yán)控制洗浴、洗車、賓館等高耗水服務(wù)行業(yè)用水定額，進(jìn)一步推行水效標(biāo)識(shí)、節(jié)水認(rèn)證和合同節(jié)水管理，提高全社會(huì)的節(jié)水意識(shí);最后，統(tǒng)籌開發(fā)利用好再生水、雨水、微咸水，逐步增加對(duì)非常規(guī)水的利用。

3.2? ?推進(jìn)城市技術(shù)進(jìn)步，提高科技支撐能力

河南城市效率的提升和技術(shù)進(jìn)步相關(guān)度最高。但是，由于河南城市科技創(chuàng)新能力有限，技術(shù)進(jìn)步相對(duì)緩慢，河南城市效率提升也相對(duì)緩慢。因此，要加快推進(jìn)城市創(chuàng)新發(fā)展，以創(chuàng)新推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和城市效率的提升。首先是持續(xù)集聚創(chuàng)新資源，加速打造聚集吸引創(chuàng)新資源的平臺(tái)載體，強(qiáng)化創(chuàng)新要素有機(jī)整合;其次是完善創(chuàng)新政策支持和體制機(jī)制，激發(fā)全社會(huì)創(chuàng)新活力和創(chuàng)造潛能;最后是突出企業(yè)創(chuàng)新主體地位，圍繞各產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)，優(yōu)化提升政府支持企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新的新機(jī)制。

3.3? ?堅(jiān)持提質(zhì)優(yōu)先導(dǎo)向，優(yōu)化要素資源配置

河南不同的城市，規(guī)模報(bào)酬階段不同，投入冗余不同，這和城市的功能定位、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模都有較大的關(guān)系，說明了城市的要素配置效率較低，迫切需要以提質(zhì)優(yōu)先作為導(dǎo)向，推動(dòng)城市資源的高效配置。首先是重構(gòu)資源配置鏈條，面向國(guó)內(nèi)外聚合資源，推進(jìn)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、金融鏈、資源鏈深度融合，加快形成新動(dòng)能;其次是持續(xù)改善和優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境，充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用，激發(fā)市場(chǎng)主體活力，暢通資源要素流動(dòng)渠道;最后是提升城市智慧運(yùn)行水平，充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)，加強(qiáng)工程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造。

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收稿日期：2021-10-25

基金項(xiàng)目：2020年度河南省軟科學(xué)研究項(xiàng)目《水資源供求約束下河南城市運(yùn)行效率提升研究》（項(xiàng)目編號(hào)：202400410183）

作者簡(jiǎn)介：王新濤，男，研究方向?yàn)槌鞘小獏^(qū)域綜合發(fā)展。

Study on the Change and Improvement Path of Urban Efficiency in Henan Under the Constraint of Water Resources From 2010 to 2019

Wang Xintao

（Henan Academy of Social Sciences，Zhengzhou，450002，China）

Abstract：During the 14th five year plan and the coming period，Henan cities are still facing the development dilemma of continuous growth of water demand and increasing constraints on water supply and demand. By analyzing the static efficiency and dynamic efficiency of Henan cities under the constraints of water resources from 2010 to 2019，it is considered that some cities in Henan have redundant investment in water resources，and the urban efficiency of Henan has the strongest correlation with technological progress. Then，corresponding countermeasures and suggestions are put forward from the perspective of the combination of water resources conservation and intensive utilization，scientific and technological innovation and factor allocation.

Key Words：Water Resources，Urban Efficiency，Technical Progress